熔絲沉積成形填充路徑優(yōu)化及其軟件研究.pdf

1、熔絲沉積（FusedDepositionModeling,FDM）快速成型是快速成型技術(shù)中一種典型的成型方法，熔絲沉積快速成型法涉及到機械、數(shù)控、高分子材料和計算機等技術(shù)。FDM設(shè)備不需要使用激光器，具有成本低的優(yōu)點，適應(yīng)國內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀，因此，研究和開發(fā)熔絲沉積快速成型設(shè)備具有重要的意義。歷經(jīng)兩年的開發(fā)和研究，華中科技大學(xué)快速制造中心FDM快速成型設(shè)備的總體構(gòu)架已經(jīng)基本確立，但仍不完善。為了解決這個問題，在研制快速成型（RapidProt

2、otyping，RP）系列設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)FDM系統(tǒng)具體的制造工藝特點，采用先進編程技術(shù)，完善FDM系統(tǒng)制造軟件，并運用該軟件進行實驗與調(diào)試工作。完善后的制造軟件擁有強大的分層制造功能，提供友好的用戶界面，并能實時反饋制造信息。在研究過程中，主要進行以下幾個方面的工作：采用二分查找的方法融合動態(tài)數(shù)組的概念，完成了制造過程中實時讀取填充路徑的數(shù)據(jù)文件；以多線程和雙緩沖的機制為思路，使用隊列順序存儲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了制造過程中上層控制軟件對下層

3、發(fā)送指令；設(shè)計在非窗口模式下的定時器，并使用了順序存儲隊列實時查詢并顯示加工狀態(tài)；以“貨郎問題”為解決思路，根據(jù)FDM的填充路徑構(gòu)造哈密爾頓圖，采用相對距離優(yōu)化法和逐步選點法，實現(xiàn)熔絲擠出快速成型系統(tǒng)的填充路徑優(yōu)化。使用制造模塊對FDM系統(tǒng)進行加工調(diào)試，調(diào)試表明此模塊能夠很好的制造產(chǎn)品，整個FDM系統(tǒng)的機械裝置的運動精度和噴頭設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠滿足加工需求，F(xiàn)DM軟件系統(tǒng)路徑掃描符合設(shè)計需求。采用優(yōu)化算法優(yōu)化后的路徑空行程距離減少，系統(tǒng)加工產(chǎn)